铁氧体磁轭零件精密磨削加工技术研究.doc
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铁氧体磁轭零件精密磨削加工技术研究,摘要本文对铁氧体陶瓷材料磨削表面粗糙度、显微硬度、微观缺陷等方面进行了试验研究，结合砂轮磨削速度、磨削深度、工件速度等磨削工艺参数的单因素试验和正交试验，分析了不同磨削参数对表面粗糙度、显微硬度、微观缺陷等的影响规律，优化了工艺参数，为铁氧体零件磨削加工参数的确定提供了依据,并通过电镜观察磨削表面形貌，结合铁氧体的磨削...
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摘 要
本文对铁氧体陶瓷材料磨削表面粗糙度、显微硬度、微观缺陷等方面进行了试验研究，结合砂轮磨削速度、磨削深度、工件速度等磨削工艺参数的单因素试验和正交试验，分析了不同磨削参数对表面粗糙度、显微硬度、微观缺陷等的影响规律，优化了工艺参数，为铁氧体零件磨削加工参数的确定提供了依据,并通过电镜观察磨削表面形貌，结合铁氧体的磨削去除机理进行了分析。主要结论有：
1）铁氧体磨削表面粗糙度值Ra大体上随砂轮磨削速度vs的增加而变小，随工件速度vw及磨削深度ap的增大而增大；由平面磨削正交试验可以看出，平面磨削中砂轮磨削速度vs和工件速度vw对工件表面粗糙度影响较大，磨削深度ap对其影响较小。
2）磨削工艺参数的改变对铁氧体表面显微硬度的影响并不显著，铁氧体磨削后显微硬度受磨削温度的影响较大，受磨削力的影响较小；在较低的砂轮磨削速度、较高的工件速度和磨削深度下，工件的显微硬度稍高。
3）铁氧体磨削表面主要由连续或不连续的切削痕迹，脆性断裂形成的凹坑以及塑性变形区构成；在较小工件速度vw和磨削深度ap以及较大砂轮磨削速度vs下，材料容易以塑性变形方式去除，从而可获得好的表面质量。
4）铁氧体零件磨削加工中还容易出现裂纹、崩边等现象，主要由于材料的高硬脆性和磨削力过大所致，通过合理选择磨削参数和修整砂轮可以尽量避免。
关键词：铁氧体；表面粗糙度；参数优化；显微硬度；微观缺陷
目 录
摘要 I
ABSTRACT II
第1章 绪论 1
1.1课题来源 1
1.2课题的研究目的和意义 1
1.3工程陶瓷材料国内外研究状况及发展趋势 1
1.3.1工程陶瓷材料加工的研究概况 1
1.3.2铁氧体陶瓷材料加工的研究现状 6
1.4研究内容及研究方案 7
1.4.1研究内容 7
1.4.2研究方案 7
第2章 铁氧体陶瓷材料磨削表面粗糙度试验研究 10
2.1铁氧体陶瓷的磨削特点 10
2.2铁氧体陶瓷磨削表面粗糙度单因素试验 10
2.2.1试验设计及试验条件 11
2.2.2磨削速度单因素试验 11
2.2.3工件速度单因素试验 12
2.2.4磨削深度单因素试验 13
2.2.5其它磨削参数的影响 13
2.3铁氧体陶瓷磨削表面粗糙度正交试验 15
2.3.1正交试验设计 15
2.3.2正交试验数据及其分析 15
2.4本章小结 18
第3章 铁氧体陶瓷材料磨削显微硬度研究 19
3.1材料显微硬度 19
3.2显微硬度研究内容 19
3.2.1试验条件 19
3.2.2试验数据及其分析 20
3.3本章小结 22
第4章 铁氧体磨削机理及表面形貌观察分析 23
4.1铁氧体磨削机理 23
4.2铁氧体磨削表面形貌观察 25
4.2.1磨削前后材料微观缺陷的观察 25
4.2.2磨削速度对磨削表面微观缺陷的影响 26
4.2.3工件速度对磨削表面微观缺陷的影响 27
4.2.4磨削深度对磨削表面微观缺陷的影响 27
4.2.5崩边现象分析 28
4.3本章小结 29
第5章 论文总结与存在问题 30
5.1论文总结 30
5.2存在问题 30
参考文献 31
附录 33
绪论
1.1课题来源
本课题来源于兵器支撑技术研究项目“雷达铁氧体、传动件的精密磨削与切削技术”，本次毕业设计主要研究铁氧体的高效磨削工艺技术。
参考文献
[1] 田欣利，于爱兵.工程陶瓷加工的理论与技术 [M].北京：国防工业出版社，2006.
[2] 徐湘涛.永磁铁氧体的金刚石砂轮磨削 [J].金刚石与磨料磨具工程，1998，(02)：21-22.
[3] 刘燕,王明言,余平等.金刚石制品在信息产业中的应用及市场展望 [J].珠宝科技，2003，3(1)：34-37.
[4] 刘超,杨俊飞,田欣利等.工程陶瓷材料磨削加工工艺研究现状与进展 [J].新技术新工艺，2009（7）：6－11.
[5] 邓朝晖，张璧，孙宗禹，周志雄.陶瓷磨削材料去除机理的研究进展 [J].中国机械工程，2002，13（18）：1608－1611.
[6] Lawn.B.R,Swain.M.V Microfracture Beneath Point Indentation in Brittle Solids [J].J.Mater.Sci,1975,10：113-122.
[7] Inasaki.I. Grinding of Hard and Brittle Material [J].Annals of the CIRP,1987，36：463-471.
[8] (日)海野邦昭.高能率机械加工 [M].东京：日刊工业新闻社，1985.
[9] Malkin.S,Ritter.J.E. Grinding mechanisms and strength degradation for ceramics [J]. J.Eng.Ind.Trans asem,1989,111：167-174.
[10] Rentsch.R,Inasaki,Yokohama. Molecular Dynamics Simulation for Abrasive Processes [J].Annals of the CIRP,1994,43(1)：327-330.
[11] Warnecke.G,Barth.C. Optimization of the dynamic behavior of grinding wheels for grinding of hard and brittle materials using the finite element method [J].CIRP Ann manuf Technol,1999，48：261-264.
[12] 于思远.工程陶瓷材料的加工技术及其应用 [M].北京：机械工业出版社，2008.
[13] Bifano.T.G,Dow.T.A,Scattergood.R.O. Ductile-Regime Grinding:A New Technology for Machining Brittle Material [J].ASME J.of Eng.for Ind.1991,113：184-189.
[14] 铁瑛,赵波,张波等.工程陶瓷材料精密磨削加工技术的新发展.焦作工学院学报(自然科学版)，2003，22(3)：217-220.
[15] 林滨，张光秀，刘超等.工程陶瓷磨削表面损伤模型的研究 [J].稀有金属材料与工程，2008，1（37）：821-823
[16] 王西彬，李相真.结构陶瓷磨削表面残余应力 [J].金刚石与磨料磨具工程，1997，6（102）：18-22
[17] 杨俊飞，田欣利，吴志远等.结构陶瓷材料加工技术的新进展 [J].兵工学报，2008，29（10）：1249-1255.
[18] 杨俊飞，田欣利，刘超等.非金属硬脆材料加工技术的最新进展 [J].新技术新工艺，2009，8：10-16.
[19] 曲远方.功能陶瓷材料 [M].北京：化学工业出版社，2003.
[20] 周志刚.铁氧体磁性材料 [M].北京：科学出版社，1981.
[21] Koepke.B.G. An Assessment of Surface and Sub-Surface Damage Introduced in Ceramics by Semi-Finish Grinding Operations [J].Technical rept,1970（2）：53.
[22] Ueno.Y,Miyake.S,Kuroda.H,Watanabe.J．PRECISION GRINDING OF CRYSTALLINE MATERIALS WITH RESIN BONDED FINE GRAI..
本文对铁氧体陶瓷材料磨削表面粗糙度、显微硬度、微观缺陷等方面进行了试验研究，结合砂轮磨削速度、磨削深度、工件速度等磨削工艺参数的单因素试验和正交试验，分析了不同磨削参数对表面粗糙度、显微硬度、微观缺陷等的影响规律，优化了工艺参数，为铁氧体零件磨削加工参数的确定提供了依据,并通过电镜观察磨削表面形貌，结合铁氧体的磨削去除机理进行了分析。主要结论有：
1）铁氧体磨削表面粗糙度值Ra大体上随砂轮磨削速度vs的增加而变小，随工件速度vw及磨削深度ap的增大而增大；由平面磨削正交试验可以看出，平面磨削中砂轮磨削速度vs和工件速度vw对工件表面粗糙度影响较大，磨削深度ap对其影响较小。
2）磨削工艺参数的改变对铁氧体表面显微硬度的影响并不显著，铁氧体磨削后显微硬度受磨削温度的影响较大，受磨削力的影响较小；在较低的砂轮磨削速度、较高的工件速度和磨削深度下，工件的显微硬度稍高。
3）铁氧体磨削表面主要由连续或不连续的切削痕迹，脆性断裂形成的凹坑以及塑性变形区构成；在较小工件速度vw和磨削深度ap以及较大砂轮磨削速度vs下，材料容易以塑性变形方式去除，从而可获得好的表面质量。
4）铁氧体零件磨削加工中还容易出现裂纹、崩边等现象，主要由于材料的高硬脆性和磨削力过大所致，通过合理选择磨削参数和修整砂轮可以尽量避免。
关键词：铁氧体；表面粗糙度；参数优化；显微硬度；微观缺陷
目 录
摘要 I
ABSTRACT II
第1章 绪论 1
1.1课题来源 1
1.2课题的研究目的和意义 1
1.3工程陶瓷材料国内外研究状况及发展趋势 1
1.3.1工程陶瓷材料加工的研究概况 1
1.3.2铁氧体陶瓷材料加工的研究现状 6
1.4研究内容及研究方案 7
1.4.1研究内容 7
1.4.2研究方案 7
第2章 铁氧体陶瓷材料磨削表面粗糙度试验研究 10
2.1铁氧体陶瓷的磨削特点 10
2.2铁氧体陶瓷磨削表面粗糙度单因素试验 10
2.2.1试验设计及试验条件 11
2.2.2磨削速度单因素试验 11
2.2.3工件速度单因素试验 12
2.2.4磨削深度单因素试验 13
2.2.5其它磨削参数的影响 13
2.3铁氧体陶瓷磨削表面粗糙度正交试验 15
2.3.1正交试验设计 15
2.3.2正交试验数据及其分析 15
2.4本章小结 18
第3章 铁氧体陶瓷材料磨削显微硬度研究 19
3.1材料显微硬度 19
3.2显微硬度研究内容 19
3.2.1试验条件 19
3.2.2试验数据及其分析 20
3.3本章小结 22
第4章 铁氧体磨削机理及表面形貌观察分析 23
4.1铁氧体磨削机理 23
4.2铁氧体磨削表面形貌观察 25
4.2.1磨削前后材料微观缺陷的观察 25
4.2.2磨削速度对磨削表面微观缺陷的影响 26
4.2.3工件速度对磨削表面微观缺陷的影响 27
4.2.4磨削深度对磨削表面微观缺陷的影响 27
4.2.5崩边现象分析 28
4.3本章小结 29
第5章 论文总结与存在问题 30
5.1论文总结 30
5.2存在问题 30
参考文献 31
附录 33
绪论
1.1课题来源
本课题来源于兵器支撑技术研究项目“雷达铁氧体、传动件的精密磨削与切削技术”，本次毕业设计主要研究铁氧体的高效磨削工艺技术。
参考文献
[1] 田欣利，于爱兵.工程陶瓷加工的理论与技术 [M].北京：国防工业出版社，2006.
[2] 徐湘涛.永磁铁氧体的金刚石砂轮磨削 [J].金刚石与磨料磨具工程，1998，(02)：21-22.
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[5] 邓朝晖，张璧，孙宗禹，周志雄.陶瓷磨削材料去除机理的研究进展 [J].中国机械工程，2002，13（18）：1608－1611.
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[12] 于思远.工程陶瓷材料的加工技术及其应用 [M].北京：机械工业出版社，2008.
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[14] 铁瑛,赵波,张波等.工程陶瓷材料精密磨削加工技术的新发展.焦作工学院学报(自然科学版)，2003，22(3)：217-220.
[15] 林滨，张光秀，刘超等.工程陶瓷磨削表面损伤模型的研究 [J].稀有金属材料与工程，2008，1（37）：821-823
[16] 王西彬，李相真.结构陶瓷磨削表面残余应力 [J].金刚石与磨料磨具工程，1997，6（102）：18-22
[17] 杨俊飞，田欣利，吴志远等.结构陶瓷材料加工技术的新进展 [J].兵工学报，2008，29（10）：1249-1255.
[18] 杨俊飞，田欣利，刘超等.非金属硬脆材料加工技术的最新进展 [J].新技术新工艺，2009，8：10-16.
[19] 曲远方.功能陶瓷材料 [M].北京：化学工业出版社，2003.
[20] 周志刚.铁氧体磁性材料 [M].北京：科学出版社，1981.
[21] Koepke.B.G. An Assessment of Surface and Sub-Surface Damage Introduced in Ceramics by Semi-Finish Grinding Operations [J].Technical rept,1970（2）：53.
[22] Ueno.Y,Miyake.S,Kuroda.H,Watanabe.J．PRECISION GRINDING OF CRYSTALLINE MATERIALS WITH RESIN BONDED FINE GRAI..
